本文概述
- 此为 Android 虚拟机与类加载机制 系列文章第一篇，文章从数据结构角度介绍了 Java虚拟机(基于栈)与android 虚拟机(基于寄存器)，探究了其工作流程，重点介绍了android不同版本中虚拟机对程序的处理过程;
JVM与Dalvik：
- 示意图
基于栈的虚拟机
基于栈的虚拟机：JVM
- 线程对应栈，方法对应栈帧；
- Java 代码实质上是字符串，需要编译(javac)成字节码文件(.class)
- .class 文件是十六进制的东西
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示意图：
字节码指令：
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为什么要学字节码：为了字节码插桩
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java 代码与对应的字节码文件：
- LINENUMBER 5 L0：调试信息，下面对应这一行Java代码对应的字节码指令
- 示意图：
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字节码执行的过程：
基于寄存器的虚拟机
什么是寄存器：CPU中的存储单元(晶体管)
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执行过程：
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指令集指令到CPU指令：程序计数器为0，从指令集中拿到0号指令，交给CPU中的指令寄存器；
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执行CPU指令：LOAD A，100
- 从内存地址为100处存储的变量，交给数据寄存器AX
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重复这个过程即可
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补充：ALU是算术逻辑单元
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基于寄存器的虚拟机
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重要部分：
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流程是什么：模拟CPU中物理寄存器的流程，具体实现更难
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没有操作数栈：
- 指令变少了
- 避免数据在数据变量与操作数栈的往复过程
- 虚拟寄存器：一块虚拟化(完成特定功能)的内存区域
- 虚拟机怎么回收：程序退出就回收了
- 方法同样对应着栈帧：栈帧里面将局部变量表与操作数栈合并了
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Android 虚拟机
ART 与 Dalvik
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Dalvik：执行dex字节码码，解释执行 + JIT，字节码需要翻译成机器码，才能在PC运行；
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ART：5.0后 android 虚拟机，相当于Dalvik的升级版
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直接跑机器码，但出来的APK仍然是字节码文件
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ART执行的机器码是哪里来的？
- 从安装的时候就来了
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重要概念：
- 解释执行：代码--->字节码
- JIT：运行过程中对热点代码进行编译或者优化
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示意图：
dex2ot
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Dalvik：在应用安装的时候，执行dexopt操作，将dex文件从APK 中提取出来变成一个odex文件
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ART：在应用安装时(运行之前)，使用dex2ot 工具将dex中的字节码编译成本地机器码
- 从android 5.0，6.0 是这样干的
- 优势：运行变快
- 缺点：安装变慢
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示意图：
Android N 的运作方式
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Android N(7.0及以上)
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采用混编技术：
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安装前：不再使用 AOT
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运行时：JIT 热点编译(记录在Profile 文件中)，Java代码解释执行
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设备空闲时：读取 JIT 配置文件记录的热点代码，对其进行AOT，转成机器码(放在 .art，相当于缓存)，下一次启动时，先看art 中有没有这样的类信息，有 ---> 将这些类对应的机器码放到classLoder中，这样classLoder就不用去 dex文件中找(找到后还要解释执行)
- 但 .art 中不一定有本次需要的类
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问题：
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Java 的代码就是类：
- JVM 需要拿到的是符合虚拟机规范的 .class 对象
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配置文件(Profile)中保存的是什么
- 不是代码，是代码的信息
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JIT 编译的代码的生命周期：
- 程序退出就没有了，仅对本次编译有效
- Dalvik的dex就是dex，而ART的odex是机器码
- 虚拟机有什么用：提供程序运行的环境
- zygote fork出来的是进程，进程去执行main方法，main中启动虚拟机
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示意图：
